制造产业人形机器人行业感知硬件专题：人形机器人的五类感官和硬件支撑

证券研究报告 请务必阅读正文之后第 40 页起的免责条款和声明 人形机器人的五类感官和硬件支撑 制造产业人形机器人感知硬件专题｜2023.8.15 中信证券研究部 核心观点 李睿鹏 机械分析师 S1010519040003 刘海博 制造产业 首席分析师 S1010512080011 徐涛 科技产业 联席首席分析师 S1010517080003 袁健聪 新能源汽车行业 首席分析师 S1010517080005 华鹏伟 电力设备与新能源行业首席分析师 多因素催化下，人形机器人加速发展。人形机器人的感知能力是具身智能的前提，也是控制和执行环节的前提，AI 赋能也使得人形机器人有了更强的感知能力。在硬件端，感知是人形机器人运动控制零部件外的最主要环节，我们通过类比人类的五类感官来梳理人形机器人的相关感知硬件，包括交互控制、视觉传感、力控传感、位移姿态传感及运动控制传感。建议关注各环节中已有高适配度产品，以及可能进入国内外人形机器人厂商的供应链体系的相关厂商。人形机器人此后有充分的技术迭代和市场演绎机会，除感知硬件外，其他核心零部件厂商同样值得关注，首次给予人形机器人行业“强于大市”评级。 ▌ 人形机器人受多因素影响而加速发展，具身智能浪潮下感知能力愈发重要，软件提速的同时硬件支撑也十分关键，且感知硬件成本占比也十分可观。特斯拉公司等机器人快速迭代，国内外厂商加速布局，人形机器人快速迭代。具身智能是具有身体体验的智能，人工智能下一个浪潮很可能被具身智能所引领；具身智能由感知、想象和执行三个基础模块构成，感知是具身智能的基础。AI 的发展引入了多模态大模型，为感知能力的构建和发展提供了充足的软件基础；而人形机器人不断智能化则需要感知硬件的持续支撑，控制和执行中需要不断感知提供实时反馈。我们以特斯拉 Optimus 为例进行硬件 BOM 分拆成本测算，认为 2万美元的降本目标实现可期，感知硬件成本是人形机器人运动控制零部件外的最主要环节。 ▌ 人形机器人的感知环节主要可以分为交互控制、视觉传感、力控传感、位移姿态传感及运动控制传感，通过与人类感官类比来梳理相关硬件环节： 1）交互控制环节类比人类的“大脑”，一般由主控、协调和分布控制构成，硬件涉及主控芯片、协调控制器、分布式驱动控制器等，SoC、MCU、FPGA 等芯片厂商、智能控制器及可编程逻辑控制器厂商有望受益。 2）视觉传感环节类比人类的“眼睛”，3D 机器视觉为人形机器人视觉传感主要方案，具体方法以多目视觉和 iToF 为主，国产厂商有望加速国产替代。 3）力控传感环节类比人类的“触觉”，力矩传感器为目前的主要方案，六维力传感器将会使机器人关节具备全方位的力感知能力，人形机器人的发展也会推动六维力传感器放量降本；此外，柔性电子皮肤或为人形机器人触觉的终极解决方案，目前已取得初步进展。 4）位移姿态传感类比人类的“小脑”，负责人形机器人姿态稳定，主要使用惯性测量单元 IMU 来实现，IMU 由陀螺仪和加速度计构成，已普遍采用 MEMS 方案，人形机器人对 IMU 精度有一定的要求，MEMS 芯片研发能力十分重要。 5）运动控制传感类比人类的“末梢神经”，主要通过关节和灵巧手伺服系统中的编码器来实现，磁编码器因其结构特性，更受机器人厂商青睐。 ▌ 风险因素：人形机器人产业化推进不及预期；核心零部件国产化不及预期；人形机器人或存在伦理阻力；下游需求不及预期；企业间竞争加剧。 ▌ 投资策略：1）交互控制：建议关注从事具备自主架构的无刷电机的 MCU 厂商峰岹科技、从事焊接机器人控制系统的柏楚电子以及具备机器人控制和通信线缆出货能力的鑫宏业。2）视觉传感：建议关注具备 3D 视觉一体化能力的奥比中光和其他兼具软件和算法能力的 3D 机器视觉核心零部件供应商。3）力控传感：建议关注具备六维力传感器研发和生产能力的柯力传感和昊志机电，以及国内柔性电子皮肤产业化领先身位的汉威科技。4）位移姿态传感：建议关注具备更高导航精度且具备芯片自主研发生产能力的 MEMS 惯性传感器新锐芯动联科，此 制造产业人形机器人感知硬件专题｜2023.8.15 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 2 S1010521010007 李越 机械行业 首席分析师 S1010521010008 纪敏 制造产业 联席首席分析师 S1010520030002 付宸硕 国防与航空航天 首席分析师 S1010520080005 外关注其他 IMU 相关厂商。5）运动控制传感：建议关注具备磁编码器研发生产能力的汇川技术、奥普光电、禾川科技和昊志机电。力矩传感器、编码器和视觉传感器国产厂商空间较大，建议率先关注相关环节的国产厂商。人形机器人此后有充分的技术迭代和市场演绎机会，除感知硬件外，其他核心零部件厂商同样值得关注，首次给予人形机器人行业“强于大市”评级。 重点公司盈利预测及投资评级 简称 代码 收盘价（元） EPS（元） PE 评级 22A 23E 24E 25E 22A 23E 24E 25E 峰岹科技 688279.SH 104.63 1.68 1.84 2.39 2.94 75 57 44 36 - 柏楚电子* 688188.SH 232.58 3.28 4.80 6.27 8.14 72 48 37 29 买入 鑫宏业 301310.SZ 66.30 1.99 2.33 3.45 4.61 44 28 19 14 昊志机电 300503.SZ 16.08 0.07 - - - 225 - - - - 禾川科技 688320.SH 35.59 0.65 1.08 1.60 2.08 67 33 22 17 - 奥比中光-UW 688322.SH 31.99 -0.77 -0.52 -0.16 0.21 -49 -62 -200 152 - 柯力传感* 603662.SH 27.59 0.92 1.16 1.43 1.77 31 24 19 16 - 汉威科技* 300007.SZ 16.20 0.85 1.25 0.94 1.43 20 13 17 11 买入 芯动联科 688582.SH 41.47 0.34 0.43 0.63 0.88 138 96 66 47 - 汇川技术* 300124.SZ 67.31 1.62 1.98 2.43 2.87 42 34 28 23 买入 奥普光电 002338.SZ 32.48 0.34 0.84 1.17 1.62 104 39 28 20 - 资料来源：Wind，中信证券研究部预测 注：股价为 2023 年 8 月 14 日收盘价；柯力传感、汉威科技、汇川技术、柏楚电子 2023-25 年数据为中信证券研究部预测，其余公司 2023-25 年数据为 Wind 一致预期 人形机器人行业 评级 强于大市（首次） pOzQmOrRxOpMqOtNtMmPoR9P9RbRpNoOpNnOfQqQyQeRpOqObRpOsPvPnNpPvPqQvN 制造产业人形机器人感知硬件专题｜2023.8.15 请务必阅读正文之后的免责